兰渝铁路胡麻岭隧道施工破解技术难题

<正>中国铁建十九局集团兰渝铁路指挥部三工区胡麻岭隧道技术创新迎来一片崭新天地,不负众望破解重大技术难题,至2014年5月30日,隧道斜井加正洞掘进超过13 km。兰渝铁路胡麻岭隧道全长13.61 km。三工区承担6座斜井、1座竖井和相应区间的正洞掘进施工任务。该隧道穿越1座水库和1条河流,有3.25 km穿越第三系饱和富水粉细砂地层,有众多大小不等的水囊,受施工扰动的影响,围岩液化现象十分严重,突     

兰渝铁路胡麻岭隧道第三系弱成砂岩蠕变特性试验研究

为掌握砂岩地层蠕变特性,保证施工和运营期间的结构安全,以兰渝铁路胡麻岭隧道第三系富水弱成段施工为依托,从采用改制的流变仪进行蠕变特性试验,得出了蠕变方程描述弱成砂岩蠕变特性随含水量的变化情况,分析了各种含水量状态下的蠕变特性,讨论了不同含水量情况下变形与持续时间的影响关系,并以试验数据为基础提出了相配套的设计原则和施工方法。     

地铁隧道施工竖井降水开挖引起的地表沉降分析

为评估城市地铁隧道竖井施工产生的地表沉降,结合深圳地铁5号线某暗挖区间竖井施工,采用有限元和流固耦合方法对该竖井的降水及开挖施工进行三维数值模拟分析,得到竖井降水和开挖引起地表沉降的变化和分布。根据地表沉降计算结果可得到如下结论:1)竖井单纯进行开挖而不降水引起的地表沉降远小于开挖和降水耦合作用引起的总沉降;2)距竖井越近,开挖引起的沉降占总沉降比例越大;距竖井越远,降水引起的沉降占总沉降的比例越大;3)在地表最大沉降处降水产生的沉降占到了总沉降的65%。     

兰渝铁路特殊复杂地质隧道修建技术

兰渝铁路位于青藏高原隆升区边缘地带,地质环境极为复杂特殊,存在第三系富水粉细砂岩、高地应力软岩、大直径TBM长距离快速掘进等施工难题,采用室内外试验、理论计算和现场实践相结合的方法,对特殊复杂地质隧道修建技术进行多方面的创新和探索,得到以下成果:1)通过数值分析和现场试验,对第三系砂岩物理力学性质、微观结构和复杂的水稳特性等进行研究,采用地表深井和洞内真空轻型井点相结合的综合降水体系,首创富水粉细砂隧道全断面水平旋喷超前预加固施工工法,攻克第三系流砂难题; 2)提出高地应力软岩设计阶段变形潜势和施工阶段动态调整的分级方法,针对变形机制提出主动应力解除与被动控制相结合的变形控制技术,首创运营期间自动化实时监测系统,构建软岩隧道设计、施工、运营管理的成套技术体系; 3)提出TBM设备参数设计原则,研发同步衬砌、多级级联皮带机出碴系统,首创分阶段通风技术,解决大直径TBM安全快速长距离施工的难题。兰渝铁路特殊复杂地质隧道修建过程中取得的技术成果,填补了多项空白,推动了隧道修建技术进步。     

北京地铁过含水砂层施工对策

结合北京地铁五号线磁器口至崇文门区间隧道及崇文门东站的工程实际,比较详细地论述了该区间隧道临时施工竖井和施工横通道、崇文门车站东南风井及风道过含水砂层时所采用的施工方案,介绍了防止涌水涌砂、避免产生过大降沉的方法,以及结合具体地质情况所采取的降水措施。     

近海富水地铁车站基坑管井降水技术

厦门市地铁地铁3号线湖里法院站主体结构基坑位于近海且富水的地层,为提高基坑降水效果,通过基坑用水量及降水井的计算分析,选择大直径降水井点的布设方法,并针对大直径降水井施工容易出现的质量问题,提出相应的施工技术及操作细节,最后通过降水从监测数据,表明该基坑降水效果良好。实践证明,大直径井点降水作为地铁车站基坑开挖降排水工艺,具有较好的应用前景。     

花岗岩强风化地层深基坑降水优化设计

花岗岩强风化地层裂隙发育且贯通性较好,地下水水量较丰富。基坑开挖过程中,如不降低强风化层地下水位,易出现坑底突涌、基底软化等现象。由于花岗岩强风化层渗透系数较小,降水过程中一般采用自动抽水方式,保持井内水位位于井底。因此,井底水位的深度(即降水井滤管长度)对降水效果影响较大,以深圳地铁6号线支线中山大学站深基坑降水工程为例,通过对降水井井深进行优化设计,得出了不同深度降水井合理间距,优化了降水设计方案,可为类似花岗岩强风化层深基坑降水工程提供参考。     

高黎贡山隧道1号竖井工作面预注浆循环段高分析与应用

为解决深大铁路竖井建井工作面超前预注浆快速堵水施工问题,以大瑞铁路高黎贡山隧道1号竖井风化花岗岩地层采用工作面预注浆方式加固堵水为例,根据井检孔和开挖揭示的地质情况,针对性地制定"探注结合"的工作面预注浆方案。通过现场试验,总结分析深大竖井工作面预注浆设计、钻孔效率和各种注浆段高等对注浆效果和施工效率的影响,得出高黎贡山深大铁路1号竖井掘进中工作面预注浆加固堵水的合理循环段高为60 m。合理段高的设置使综合施工进度提高6.3%～15.8%,可保证工作面预注浆堵水效果,还可提高建井的综合施工效率、节约施工成本。     

客运专线隧道快速施工管理

针对客运专线隧道如何提高施工进度，制定了相应的管理办法和制度，并将其运用到石太客运专线太行山隧道8号斜井工区的施工管理中，收到了很好的经济效果。     

蒙华铁路中条山隧道第三系地层工程地质特征研究

由于对第三系地层的工程性质认识不足,国内经验表明在第三系地层中修建隧道具有很高的风险。结合蒙华铁路中条山隧道勘察设计实践,利用勘探、室内试验和原位测试等手段获取原始数据,总结研究认为中条山南麓第三系地层岩性可划分为中等胶结砾岩、弱胶结砾岩、弱成岩砂岩、半成岩泥岩和半成岩砂质泥岩,地层成岩程度低,暴露易风化,遇水易软化,泥岩和砂质泥岩具膨胀性,水文地质特征因岩性而异,隧道施工中容易出现塌方、大变形和突水涌砂,基底需慎重处理,否则在铁路运营期容易出现翻浆冒泥。     

董志塬富水黄土隧道地表降水开挖与隧底软基加固技术研究——以银西高铁驿马一号隧道为例

为解决富水黄土隧道掘进过程中遇到的掌子面渗涌水、洞周土体软弱剥落、初期支护变形坍塌与隧基软弱等技术难题,以银西高铁驿马一号隧道为例,对高铁富水黄土隧道首次采用地表降水开挖与隧底软基注浆加固开展深入研究,并对该措施的降水疏干与软基加固效果进行分析、验证。研究结果表明:1)在富水黄土隧道地表降水设计时,按经验参数确定的涌水量与实际涌水量常存在较大差异,结合掌子面实际涌水量或参照局部深井疏干试验后的参数进行设计,是确保设计方案与实际吻合的关键。2)实践表明,对穿越深厚富水软塑黄土层隧道开展地表超前降水疏干是可行的,地表降水能提前疏干洞身周边土体,提高围岩稳定性,便于洞内施工作业,较采用单独的洞内排水方式疏干洞身周边土体,更为有效、时间更短。3)在富水软塑黄土隧道中采用钢管桩加固隧基,与隧道掘进交叉作业干扰大,在软塑层中成桩困难,加固、堵水效果差;而采用袖阀管注浆加固隧基,对掘进施工干扰小,堵水和加固软塑土体的效果更佳。     

非对称异性隧道结构施工对既有轨道交通的影响研究

本文结合重庆两江桥渝中连接隧道近接轨道交通六号线小什字车站2号风道竖井段(下称"2号风道竖井")的工程实例,研究分析了城市隧道对轨道交通的影响。结合施工步序,以2号风道竖井为研究对象,通过MIDAS/GTS进行三维数值模拟,分析2号风道竖井附近围岩应力分布及竖井的变形,并对2号风道竖井安全稳定性做了研究。研究结果表明该工程的修建会对轻轨6号线的2号风道竖井造成的扰动可控,轻轨交通和2号风道竖井均能保证安全,也可为类似非对称异性隧道结构的建设提供一定的依据。     

第三系半成岩地层隧道结构设计及施工研究

第三系半成岩时间短、暴露易风化、遇水易软化,此类地层隧道施工易遇到掌子面突水涌泥、拱脚下沉、初期支护结构变形侵限等问题。文中依托云南省某隧道为研究对象,通过采取补充勘探、现场调研、理论分析,以及衬砌支护结构优化等手段,对隧道结构设计及施工措施进行深入分析研究,总结适合第三系半成岩地层隧道设计及施工的理论及方法。主要结论如下：隧道可通过设置洞内泄水孔、地表深井降水有效降低地下水的水头压力,减小掌子面突水涌泥风险;隧道超前支护采用水平旋喷桩能有效控制掌子面前方加固范围,形成固结强度高、抗渗能力强的预加固体,保证施工安全;设置锁脚钢管桩、扩大拱脚的联合沉降控制方案,可有效控制隧道拱脚下沉;取消系统锚杆加强初期支护可保证结构安全。     

高黎贡山隧道1号竖井设计及分析

为了满足高黎贡山隧道竖井施工任务要求，综合隧道所处环境及竖井能力需求，按照竖井井口、井筒、井下3方面统筹考虑的总体设计思路，提出高黎贡山隧道1号竖井设计关键问题的解决方案： 1）根据井口地形、地貌条件及提升设备、井口车场布置要求，合理布置井口场坪； 2）根据竖井功能定位，竖井宜采用主副井模式； 3）根据井下施工的出渣量、材料数量、人员进出量等综合考虑竖井断面尺寸； 4）当地质条件、水文地质条件允许时，竖井宜采用短段掘砌混合作业法施工，设置模筑混凝土井壁； 5）竖井提升设备宜按井下施工期间的要求考虑，建井期间各设备之间能力应匹配； 6）竖井施工能力应满足井下施工期间出渣、进料要求，并留有富余； 7）井底车场应结合运输方式及进料、出渣等功能要求确定； 8）竖井安全保障应首要解决地下水问题。目前高黎贡山隧道1号竖井主井已完成建井，结果表明铁路隧道竖井按照以上设计方法及思路是可行的。     

模拟降水井的以缝代井列调整流量法

在基坑开挖工程中,井点降水是常用的降水方法。在基坑渗流数值计算中,降水井的模拟显得尤为重要。文中根据降水井实际工作机理,在以缝代井列模拟排水孔幕的基础上,采用以缝代井列调整流量法来模拟降水井,通过校正缝水位和缝周渗透系数来实现流量误差的调整。算例分析表明,改变缝的设置范围、改变渗透系数的选取、改变降水时间,该法均能模拟出相应的降水效果,既符合工程实际,又便于工程应用,是模拟基坑开挖中降水井的实用方法。     

武汉地铁范湖站深基坑降水技术应用

结合武汉地铁范湖站基坑降水实践,介绍在汉口地区承压水位高、地层渗透系数大的水文地质条件下,基坑降水的方案设计、降水井施工工艺、降水运行管理及配合降水施工进行的各种监测工作,对降水施工结束后降水井封堵处理措施也进行了阐述。     

真空深井降低浅埋微型隧道地下水位试验研究

在深井中设计了真空泵,有效地把渗透系数小于0.1 m/d的土层的高地下水位降低至地表15 m以下。真空深井降水设计计算可按深井降水计算,只有井距调整为最初计算值的60%,井深比最初计算值增大2~3 m,其余参数相同;真空降水井真空度宜为0.04~0.06 MPa;可通过调整花管长度、增大井管的密封程度、实施不同的开挖工序来保证井管及井管周围土体的真空度。     

果特哈德基础隧道耐火喷射混凝土

最初将Sedrun段2号竖井设计为深800米的通风竖井。但在为了解决物流问题和装备提升设备．在果特哈德基础隧道施工期间将竖井直径从4米扩大到7米。这样．在57公里长铁路隧道施工期间和运行阶段能够提高安全性。采用无钻杆钻井技术钻竖井。以及用一种耐火喷射混凝土-钢纤维喷射混凝土进行防火衬砌。[编按]     

黏土水泥浆在高黎贡山隧道深竖井施工中的应用

为解决隧道竖井修建过程中井筒范围内地层存在层数较多、较厚含水层而可能出现的突水风险,对黏土水泥浆液组成及特点,黏土水泥浆的浆液生产工艺、注浆设备、注浆压力、浆液扩散半径、注浆量、浆液浓度等具体参数进行研究,并将黏土水泥浆应用于高黎贡山隧道二号竖井地表深孔注浆,取得了较好的注浆效果。     

联合机械开挖在复杂结构暗挖隧道中的应用

针对第三系泥质粉砂岩富水地层中开挖施工和下穿建筑的特点,对超深管井降水后的非爆破机械联合作业隧道施工技术进行介绍。通过分析对比选择挖机搭载高频振动破碎锤、铣挖头组合联合机械作业,采用三台阶法对复杂地铁车站结构深埋暗挖隧道进行开挖,避免了因爆破震动对隧道群施工产生的安全风险、对周边建筑物扰动大的问题,解决了单一机械设备施工速度慢等问题。结合施工的监测数据分析,证实了非爆破联合机械开挖技术在泥质粉砂岩富水地层中的成功应用,为其他类似工程提供参考。